在包装行业蓬勃发展的当下,挥发性有机化合物(VOCs)的排放问题日益凸显。VOCs 作为一类在常温常压下易挥发的有机化合物,广泛存在于包装生产的各个环节,如油墨、稀释剂、清洗剂等的使用过程中。其不仅对大气环境造成严重污染,还对人体健康构成潜在威胁,因此,实现包装行业 VOCs 的有效净化迫在眉睫。
包装行业中,VOCs 的来源错综复杂。油墨作为主要污染源之一,尤其是溶剂型油墨,在印刷过程中,大量有机溶剂会挥发到空气中。以凹版印刷为例,常用的油墨中含有大量的甲苯、二甲苯等有机溶剂,挥发性极强。稀释剂用于调节油墨的黏度,其挥发同样不可忽视。清洗剂在设备清洗环节使用频繁,成分中的 VOCs 会随着清洗操作逸散到环境中。此外,胶粘剂在复合工艺里大量应用,干式复合工艺更是需要大量胶粘剂和稀释剂,进一步增加了 VOCs 的排放。
VOCs 对环境和人体的危害不容小觑。在环境方面,其是形成光化学烟雾和细颗粒物(PM2.5)的重要前体物。VOCs 在阳光照射下,与氮氧化物发生一系列复杂的光化学反应,生成臭氧等二次污染物,引发光化学烟雾事件,严重影响空气质量,降低大气能见度,对生态系统造成破坏。在人体健康方面,许多 VOCs 成分具有毒性和致癌性。长期暴露在含有苯、甲醛等 VOCs 的环境中,可能导致呼吸系统疾病,如咳嗽、气喘、呼吸困难等,还会对神经系统造成损伤,引发头痛、头晕、乏力等症状,甚至增加患癌症的风险。
在源头削减方面,推广使用环保型原辅材料是关键。企业应积极采用水性油墨替代传统溶剂型油墨,水性油墨以水为溶剂,相比溶剂型油墨,VOCs 排放量大幅降低;使用无溶剂胶粘剂或水性胶粘剂替代溶剂型胶粘剂,在复合工艺中,无溶剂胶粘剂无需稀释剂,能从根本上减少 VOCs 产生。此外,优化生产工艺也能有效减少废气产生,例如采用柔版印刷、凹版印刷的预印工艺等,这些工艺可提高油墨转移率,减少油墨浪费与挥发。
过程控制旨在减少生产过程中 VOCs 的无组织排放。对生产设备进行密封改造,如对油墨储罐、印刷机、复合机等设备的密封点进行检查与维护,防止物料泄漏;优化操作流程,合理安排印刷、复合、干燥等工序的时间与参数,缩短物料暴露时间,减少挥发;加强车间通风换气,安装高效的通风系统,及时排出车间内挥发的 VOCs,降低车间内 VOCs 浓度。
当废气产生后,末端治理就成为保障达标排放的最后防线。吸附法仍是目前广泛应用的技术,除了传统的活性炭吸附,沸石转轮吸附系统更适用于包装行业大风量、低浓度的废气特点,沸石转轮可连续运行,吸附饱和后通过脱附再生循环使用,实现对 VOCs 的高效富集;催化燃烧技术如蓄热式催化燃烧(RCO),能在较低温度下将 VOCs 催化氧化成二氧化碳和水,通过蓄热体回收热量,降低运行成本;对于高浓度、小风量的废气,热力燃烧技术,如蓄热式热力氧化炉(RTO),可将废气直接燃烧分解,燃烧产生的高温气体热量可回收用于生产或预热废气,提升能源利用率。